DIN5480-1-总则.doc

德国标准 2006年3月DIN 5480-1DINICS 21.120.10 代替DIN 5480-1:1991-10和DIN 5480-14:1986-03基于参考直径的渐开线花键轴连接-第1部分：总则Involute splines based on reference diameters - Part 1: GeneralitiesCannelures flancs en dveloppante bases sur les diamtres de rfrence-Partie 1:Gnralits共25页DIN 德国工业标准化协会机械工程标准化委员会（NAM）德国标准委员会未经德国标准委员会明确许可， 价格类别：11不得复制以及翻印本书面资料，利用和转述其内容。 www.din.de本标准由Beuth出版有限责任公司，10772柏林，独家经销 www.beuth.deDIN 5480-1:2006-03目录 页码前言.41 适用范围及目的52 规范性引用文件.53 代号、名称及其单位.64 结构.85 模数、基准直径和齿数的选择系列.96 基本齿廓.127 直径.147.1 采用齿侧定心配合时的直径147.2采用直径定心时的直径.157.2.1 概述.157.2.2 外径定心.157.2.3 内径定心.168 名称标记.179 图纸数据.189.1 数据项.189.2 单项偏差数据.199.3 实际统计公差限（STA）.199.4 技术制图.1910 配合系统 齿槽宽/齿厚.1910.1 概述.1910.2 公差系统的构成.2010.3 偏差.2010.4 总公差TG.2010.5实际公差Tact.2110.6作用公差Teff.2110.7 设计规定.2110.8 公差限的计算.2110.9 偏差和公差.2210.10齿轮径向跳动公差参考值.2310.11 配合类型.2310.12 质量检验.23参考文献.252DIN 5480-1:2006-03图 页码图1-双齿.9图2-基本齿廓12图3-齿侧定心时的顶隙.15图4-外径定心16图5-内径定心16图6-数据项举例18图7-配合图表 齿槽宽/齿厚.20表 页码表1-选择系列，基准直径dB 为6 mm-58 mm.10表2-选择系列，基准直径dB 为60mm-500 mm.11表3-基本齿廓.13表4-最小成形余量.14表5-推荐的齿顶圆直径和齿根圆直径公差和偏差.17表6-公差限的计算.21表7-偏差和公差.22表8-齿轮径向跳动公差参考值.23表9-配合类型.23本标准与国际标准化组织（ISO）发布的国际标准ISO4156之间的关系，请见前言中的说明。 3DIN 5480-1:2006-03有效期的开始本标准自2006年3月1日起生效。前言本标准对模数为0.5-10、齿数为6-82、压力角为30的花键和花键连接进行了说明。DIN5480系列标准主要探讨的是压力角为30的花键，在ISO4156中对压力角为37.5和45的花键进行了规定。ISO4156规定的渐开线花键是基于模数。这种渐开线花键与DIN5480系列标准规定的花键之间不具有互换性。DIN 5480系列标准是基于与模数无关的基准直径。可以对标准滚动轴承直径进行调整和减少刀具的品种。本系列标准由DIN德国工业标准化协会机械工程标准化委员会（NAM）“花键”工作委员会2.1负责制订。由于按照DIN 820-4的要求，本标准在结构安排和编辑方面存在不足，所以对本标准进行了修订。目的是使本系列标准各部分之间能够更好地衔接和更符合实际要求。为此将整套标准分为了4部分，而不是分成16部分。德国工业标准DIN 5480“基于参考直径的渐开线花键轴连接”由下列几部分组成：- 第1部分：总则- 第2部分：标称尺寸和检验尺寸- 第15部分：质量检验- 第16部分：刀具E DIN 5480-1和以前的版本一样对渐开线花键进行了概括性说明，同时还收录了DIN 5480-14：1986-03中的侧面配合和公差。本标准中给出的计算公式、公差和偏差对本系列标准的其它部分也适用。E DIN 5480-2包含有上述范围的标称尺寸和检验尺寸。本标准对以前的DIN 5480第2部分至第13部分进行了汇总。E DIN 5480-15规定了花键的质量检验。E DIN 5480-16对花键刀具的结构特点进行了规定。修改与DIN 5480-1：1991-10和DIN 5480-14：1986-03相比，对本标准进行了如下修改：a) 将标题改成了基于参考直径的渐开线花键轴连接；b) 收录了花键轴齿根圆角半径c) 收录了花键轴冷轧法；d) 对本标准进行了编辑修订；e）将DIN 5480-14：1986-03完全收录在DIN 5480-1中。 4DIN 5480-1:2006-03以前版本DIN 5480-1：1966-12，1974-09，1986-03，1991-10DIN 5480-14：1966-12，1974-09，1986-031 适用范围及目的本标准所规定的渐开线齿廓花键轴连接是通过短齿啮合系统来实现花键轴与花键套之间的可拆卸、移动或者固定式的连接，以下原理适用于本标准：a) 统一的30压力角b) 所有齿距的基准齿形相同，因此所有齿廓都具有统一的构成原理。c) 齿侧定心。仅在例外情况下使用直径定心。d) 在30压力角的花键连接中齿顶高变位的使用，是为了使其更好地达到标称直径。e）由下（花键套齿槽宽）偏差和上（花键轴齿厚）偏差以及为其确定的可自由选择的公差带组成配合系统。这主要是考虑到花键轴连接中固有的在所达到的齿廓间隙上有啮合误差的影响。 2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有修改）适用于本标准。DIN 323-1：标准值和标准系列-主值、精确值、近似值DIN 780-1：齿轮的模数系列-圆柱齿轮的模数DIN 3960：渐开线圆柱齿轮副和圆柱齿轮的概念和参数DIN 5480-2：基于参考直径的渐开线花键轴连接-基本尺寸和检验尺寸DIN 5480-15：基于参考直径的渐开线花键轴连接-质量检验DIN 5480-16：基于参考直径的渐开线花键轴连接-刀具DIN ISO 6413：技术制图-花键和锯齿形花键的表示方法 5DIN 5480-1:2006-033 代号、名称及其单位代号 名称 单位c 顶隙 mmcF 成形余量 mmcFP 基本齿廓成形余量 mmcFmin 最小成形余量 mmd 节圆直径 mmda 齿顶圆直径 mmda1 花键轴顶圆直径 mmda2 花键套顶圆直径 mmdb 基圆直径 mmdf 齿根圆直径 mmdf1 花键轴齿根圆直径 mmdf2 花键套齿根圆直径 mmdB 基准直径 mmdFf1 花键轴齿根成形圆直径 mmdFf2 花键套齿根成形圆直径 mmdNf 齿根工作圆直径 mme 齿槽距 mme2 名义齿槽距 mmemax 实际齿槽宽最大值 mmemin 实际齿槽宽最小值（参考） mmevmin 作用齿槽宽最小值 mmfp 单齿距公差 umh 齿高 mmhaP 基本齿廓齿顶高 mmhaPO 刀具基本齿廓齿顶高 mmhfP 基本齿廓齿根高 mmhK 齿顶修缘或齿顶圆弧径向高度 mmhP 基本齿廓剖面高度 mmk 齿宽测量时的测量齿数 m 模数 mmp 节距 mms 齿厚 mms1 额定齿厚 mmsmax 实际齿厚最大值（参考） mmsmin 实际齿厚最小值 mmsvmax 作用齿厚最大值 mm 6DIN 5480-1:2006-03代号 名称 单位x 变位系数xm 变位量 mmz 齿数A 外径定心 mmAdf1 花键轴齿根圆直径偏差 mmAdf2 花键套齿根圆直径偏差 mmAe 齿槽宽偏差 mmAs 齿厚偏差 mmAM1 M1检验尺寸的偏差 mmAM2 M2检验尺寸的偏差 mmAWK 公法线长度偏差 mmA*M1 M1检验尺寸的偏差系数A*M2 M2检验尺寸的偏差系数A*WK 公法线长度偏差系数DM 花键分度圆直径 mmF 齿廓总公差 umF 齿轮螺旋线总公差 umFp 齿距累积公差 um Fr 齿轮径向跳动公差 umM1 跨棒距 mmM2 棒间距 mmN 花键套NA 外径定心花键套Nl 内径定心花键套RS 齿厚变动量 mmTact 齿厚公差，实际齿槽宽 mmTeff 齿厚公差，作用齿槽宽 mmTG 齿厚累积公差，齿槽宽 mmW 花键轴WA 外径定心花键轴Wl 内径定心花键轴WK 跨k个齿的公法线长度 mma 压力角 av 节圆上的压力角fp 基本齿条的齿根圆角半径 mm 7DIN 5480-1:2006-03下标 含义 下标 含义 下标 含义a 齿顶 G 累积 0 刀具e 齿槽宽 K 齿顶修缘 1 花键轴f 齿根 N 工作圆直径 2 花键套s 齿厚 P 基本齿廓 * 偏差系数v 有效公差极限 act 实际值F 成形圆直径 eff 作用值4 结构轴和轮毂孔之间的花键连接方式由基本齿廓、基准直径、模数和齿数来决定。在选择标称尺寸时需满足下列条件：用于传递转矩的凸齿侧面不会因花键轴和花键套之间的啮合而减弱。在采用任意定心连接方式时，通过基准直径等于滚动轴承孔直径以及花键轴与花键套之间的啮合实现相应的变位来满足这个条件。所选择的齿数应确保因基本直径而产生的变位量范围介于x1m=-0.05m 至 +0.45m之间。平均压力角范围为30-40。推荐选择表1和表2中的齿数。在第7.2小节中对具体原因进行了说明。花键轴的名义变位量极限值规定为-0.05m 至 +0.45m之间，花键套的名义变位量极限值规定为+0.05m 至 -0.45m之间。为了使齿数为偶数和避免齿数出现质数，当齿数较大（z160）时，允许出现例外情况（x1+0.45），这是因为变位量在齿数呈递减趋势增加时会影响节圆上的压力角av。根据表格3中的公式对表1和表2中不同基准直径的齿数进行计算，得出变位系数在规定极限范围内的齿数或具有相同极限值x1=-0.05 至 +0.45的两个相邻齿数，这时变位量范围0.5m等于1。在这种情况下为了能够加工出花键轴和花键套的双齿结构，齿数z10时，应首先选取最大变位量（x1=+0.45），齿数z10时，应选取偶数齿数，以使变位量达到最小值（x1=-0.05）。图1给出了外径定心花键轴。无法用球面量规或测量辊对花键套或内径定心花键轴的齿槽宽进行测量，需要使用通端量规或止端塞规进行测量。 8DIN 5480-1:2006-03图1-双齿如果用测量辊测得的齿槽数为奇数，则可以对表格中的测量值进行换算。M1,2 = （M1,2表 DM） cos（/（2 z）+ DM （1）A*M1,2 = A*M1,2标 cos（/（2 z） （2） （式中为弧度角）按照DIN 3960的规定，M2的符号为负。符号z是指齿槽数为奇数。齿数6（12）代表花键齿数为12，双齿数为6：示例 DIN 5480 WA 171.256（12）h69e5 模数、基准直径和齿数的选择系列本标准包含了大量的花键可供选择。模数系列包括符合DIN780-1规定的模数系列和以及符合ISO54：1977规定的米制模数。 9DIN 5480-1:2006-03 表1-选择系列，基准直径dB 为6 mm-58 mmdBmm模数m为时的齿数：50.8522.5345661086671210878141298691613101071018151211861120171312971222181413108613242016151197614262217161210861528231817131087616302520181411986173227212015121087183428222116131097193630242217141192038322523、24181412108621403426251915121022423528262016131197623443729272217141224463830282218141225484032302418151311872650423331241916132752443432262016142854453634262117141210829564737352822181530584838362822181613、14108316050403730231916326252413830242017141196336454424032252017346655444132262118356857454234262218161210736705846443427221937726048453628232017131183874624946362924201814118397664504738302421407864524838302521181412864268545140322622201512974574585544342824211613、1410747766057463630252217141084878625846373026221814108650646048383227241815119752686450403328241916119755726654423530262017129858705645373228221813108 10DIN 5480-1:2006-03表2-选择系列，基准直径dB 为60mm-500 mmdB mm模数m为时的齿数：0.8522.5345681060745846383328221813、1410866248403430231914119655042363124201511976853443732262115、16121070544538342622161210772564640342722161310755848413628241713、1411878605043383024181411、1280625244383025181412868253454031261915128555474132272015、161397885749423428201613905850443428211613、14107926051443529221714956253463630221814108986454483831231815100645648383224181511810568585140342520161291107260、6154423526201712912066、6758463828221813、14101306450423124201511、1214068544534262216121507458483628241713、14160523830251814170554132272015、16180584434282116190624636302217、1820065483832241821068、69514034252022042352620240463828222504840302426050423124280544534263005848362832062523830340554132360584434380624636400654838420685140440725442450745544460755644480785846500826148 11DIN 5480-1:2006-036 基本齿廓图2为基本齿廓图。表3给出了参数、啮合数据和计算公式。图2-基本齿廓图片说明1 轴2 毂3 齿廓-基准线 12DIN 5480-1:2006-03表3-基本齿廓参数缩写符号啮合数据和计算公式模数压力角 节距齿数 花键轴 花键套m a p z1z2 0.5-0.6-0.75-0.8-1.0-1.25-1.5-1.75-2-2.5-3-4-5-6-8-1030mz1-z1变位量 花键轴（额定值）花键套x1 mx2 m-0.05 m 至 +0.45 m（例外情况：-0.05 m至 +0.879 m）- x1 m=+0.05 m 至 -0.45 m（例外情况：+0.05 m至 -0.879 m）基本齿廓齿顶高基本齿廓齿根高=刀具基本齿廓齿顶高基本齿廓剖面高度haP hfP=haPO hP0.45 m0.55 m 0.60 m 0.65 m 0.84 m 拉削 滚削 滚切 冷轧haP + hfP基本齿廓顶隙基本齿条的齿根圆角半径cPfphfP - haP0.16 m 切削 0.54 m 冷轧节圆直径 基圆直径d dbmzmzcos基准直径 dB mz1+2x1m+1.1m，根据DIN323-1的规定计算出直径、滚动轴承孔直径，dB 12，252830-25，5030354050，100354045100，200404550200，400-5055400-657 直径DIN5480系列标准对齿侧定心的花键进行了标准化。齿面不仅可以传递转矩，也可以用来对花键轴和花键套进行定心。但是也可以凭借本标准生产出直径定心的花键。7.1 采用齿侧定心配合时的直径对轴和毂采用齿侧定心方式进行连接时，齿面不仅可以用来承受载荷，也能起到定心作用。花键轴的齿顶圆直径和齿根圆直径与花键套的有关直径要至少相差一个顶隙c（见图3）。配合和定心精度由齿槽宽偏差和齿厚偏差、达到的或规定的公差决定。定心精度极限值请参阅DIN5466-1。花键的配合特征为侧面配合的齿隙-齿的侧隙。有关齿槽宽公差、齿厚公差、测量方法、齿轮精度等级和侧隙之间的联系请参阅第10小节。采用齿侧定心方式连接时的齿根圆直径的标称尺寸是一个通过hfP=0.55m计算得出的齿根圆直径理论值。对切屑加工法适用的偏差涵盖了最大基本齿廓齿根高hfP =0.65m和齿根圆直径偏差，等于齿槽宽/齿厚公差范围9H和11a。在采用切削加工法和拉刀时，这些数据决定了连接直径的设计尺寸。可以通过齿根圆直径理论值减去0.1m来计算出对花键轴进行滚刀时的齿根圆直径，通过齿根圆直径理论值加上（减去）0.2m来计算出对花键套（花键轴）进行滚切时的齿根圆直径。相应地，偏差绝对值减少0.1m和0.2m。对采用冷轧法进行轴的啮合适用的偏差涵盖了基本齿廓齿根高hfP =0.84m和在公差11和偏差a时可以实现齿根倒圆的齿根圆直径偏差。这些数据决定了连接直径的设计尺寸。可以通过齿根圆直径理论值减去0.58m来计算出对花键轴进行冷轧时的齿根圆直径。推荐的齿根圆直径和齿顶圆直径公差范围和偏差请参见表格5。 14DIN 5480-1:2006-03在按照DIN5480-16规定的公式对花键轴和花键套-滚切法连接时的齿根圆直径精确值进行计算时，应考虑到有关滚切法的特点、齿槽宽偏差、齿厚偏差和加工余量。DIN5480-16给出了冷轧花键轴齿根圆直径精确值的计算公式。图3：齿侧定心时的顶隙7.2采用直径定心时的直径7.2.1 概述直径定心连接法包括外径定心法（花键套齿根圆直径和花键轴顶圆直径=外径定心）或内径定心法（花键套顶圆直径和花键轴齿根圆直径=内径定心）。啮合只能用来承受载荷。因此为了避免重复定心，轴和毂之间的啮合必须包括足够大小的侧隙（参见图4和图5）。 配合精度和定心精度由所选取的ISO定心直径公差带来决定。直径定心连接法的定心直径标称尺寸等于外径定心时的基准直径和内径定心时的花键套顶圆直径。齿数能除尽时，为了增加直径定心对横向力载荷的承载能力（见DIN5466-1）或在模数较少时实现直径定心（见图1），可以通过增加花键轴的齿数和花键套的槽宽或是通过增加花键轴的槽宽和花键套的齿数来增大定心面。因为定心直径的公差范围较窄,和为了对定心直径和齿合错位加以限制,直径定心连接法的制造成本较高,因此需要只采用例外情况。推荐的齿根圆直径和齿顶圆直径公差范围请参见表格5。7.2.2 外径定心配合特征为：- 花键套齿根圆直径和花键轴顶圆直径之间的顶隙，这两个数据都含有基准直径dB，也就是说，df2和da1等于dB； - 为了避免重复定心，考虑到侧面配合的定心特征，必须选择足够大小的侧隙。 15DIN 5480-1:2006-03 为了避免出现花键套齿根圆弧，外径定心花键轴的齿缘必须含有修缘（推荐hK至少等于0.1m），见图4。推荐的齿根圆直径和齿顶圆直径公差带请参见表格5。图4-外径定心7.2.3 内径定心配合特征为：- 花键套顶圆直径da2和花键轴齿根圆直径df1之间的顶隙（这里等于定心直径），这两个数据都含有标称尺寸；- 为了避免重复定心，考虑到侧面配合的定心特征，必须选择足够大小的侧隙。为了避免出现花键轴齿根圆弧，内径定心花键套的齿缘必须含有修缘（推荐